用NASA钱德拉X射线天文台及其他望远镜,天文学家追踪到短伽马射线暴GRB">用NASA钱德拉X射线天文台及其他望远镜,天文学家追踪到短伽马射线暴GRB">天文学家观测到中子星在意外环境中碰撞的配图用NASA钱德拉X射线天文台及其他望远镜,天文学家追踪到短伽马射线暴GRB 230906A来自嵌入巨大星系际气体流中的暗弱矮星系。这一发现表明,一些中子星合并(锻造金、铂等重元素的剧烈碰撞)可发生在星系明亮中心之外,可能解释为何有些伽马射线暴似乎无宿主星系。
中子星是比太阳重得多的恒星燃料耗尽后坍缩爆炸留下的核心,体积小但质量略超太阳,密度极高,被认为是宇宙最极端天体之一。近年天文学家收集了中等或大星系内双中子星合并的数据,而最新发现显示,中子星碰撞可能发生在极小星系中。
宾夕法尼亚州立大学天文学家Simone Dichiara博士指出,在该位置发现中子星碰撞具有颠覆性,可能解开天体物理学两个关键问题:其一,伽马射线暴(可由双中子星坍缩产生)有时并不出现在星系核心或任何星系内;其二,为何远离星系中心的恒星中存在金、铂等重元素。
该中子星碰撞事件距地球约47亿光年,位于嵌入长约60万光年气体流的小星系内。气体流可能由数亿年前星系群碰撞形成——碰撞剥离了星系的气体和尘埃,使其留存于星系际空间。罗马大学天文学家Eleonora Troja博士称这是“碰撞中的碰撞”:星系碰撞触发恒星形成波,数亿年后导致中子星诞生与最终碰撞。
发现2023年9月6日发生的GRB 230906A,需NASA多台望远镜协作:费米伽马射线太空望远镜通过伽马射线暴特征信号识别合并;国际行星网初步定位后,钱德拉X射线天文台、尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台及哈勃太空望远镜精准锁定其位置。
卡内基梅隆大学博士后Brendan O’Connor博士表示,钱德拉的X射线精准定位是研究关键——若无此定位,无法将暴与特定源关联;哈勃的高灵敏度则揭示了该位置极小且暗弱的星系,只有整合所有数据才能完成这一发现。
该发现可解释部分GRB无宿主星系的原因:宿主星系太小太暗,地面光学观测难以捕捉。其异常位置也能说明远离星系的恒星中存在重元素的现象——双中子星碰撞通过核反应产生金、铂等,扩散至星系外围后融入后代恒星。
研究者认为,另一种“暴位于星系群后方更远星系”的解释可能性更低。该成果发表于《天体物理学杂志快报》。